KR100689642B1 - 부호화 장치 및 방법, 복호 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

종래, 디지털 화상 신호를 부호화하기 위하여, 적절한 양의 정보가 에지부에 할당된다. 따라서, 정보량의 감소가 제한되고, 그에 따라 부호화 효율이 낮아진다. 부호화기의 평가부는 소정의 평가 함수를 사용하여 특성(화소간의 상관 정도)을 평가하고, 전송 화소는 그 특성에 따라 결정되며, 결과적으로 랜덤 스캐닝의 순서가 결정된다. 차분 부호화부는 결정된 스캐닝 순서로 화상을 차분 부호화한다. 다중화부는 차분 부호화부로부터의 차분 부호화 출력을 다중화한다.
화상 처리 시스템, 부호화 장치, 메모리, 전송매체.

Description

부호화 장치 및 방법, 복호 장치 및 방법{Encoding device and method, and decoding device and method}
본 발명은 화상을 부호화하는 부호화 장치 및 방법, 부호화 데이터를 복호하는 복호 장치 및 방법에 관한 것이다.
디지털화 된 텔레비전 신호를 부호화 할 때, 종래에는 전송하고자 하는 화소의 주변 정보를 이용하여 부호화하고 있었다. 왜냐하면, 화상은 일반적으로 부근 영역의 자기 상관이 강하기 때문에, 압축을 고려한 경우, 근방 영역의 데이터를 이용하는 것이 효율이 좋기 때문이다.
그러나, 미소한 시점으로 보면, 신호 변화가 없는 평평한 부분은 상관이 강하지만, 신호가 급준하게 변화하는 화상의 에지부에서는 상관이 있다고는 말할 수 없다.
이러한 경우, 종래에는 상관이 강한 부분에서는 상관의 강도를 마음껏 사용하여 부호화를 행하고, 에지부에서는 그것대로의 정보량을 할당하여 부호화를 행하거나, 시각적인 마스킹 효과가 얻어지는 범위에서 부호화를 행하는 연구를 하고 있었다.
그런데, 상기 종래의 부호화에서는, 화상의 에지부분에서 그것대로의 정보량 을 할당하여 부호화를 행하고 있었기 때문에, 정보량의 삭감에는 한계가 있고, 부호화 효율이 나빴다.
본 발명은 상기 실정을 감안하여 이루어진 것이며, 에지부분에서도 상관이 높은 화소를 찾아 랜덤 스캔에 의해 부호화하기 때문에, 정보량을 삭감할 수 있고, 신호값의 부호화 효율을 높일 수 있는 부호화 장치 및 방법의 제공을 목적으로 한다.
또한, 화상의 특성에 따라서 랜덤 스캔 순서로 부호화되어 전송되어 온 화상을 용이하게 복호할 수 있는 복호 장치 및 방법의 제공을 목적으로 한다.
이 때문에, 본 발명에 관련되는 부호화 장치는, 복수의 화소 데이터를 갖는 화상 신호의 특성에 기초하여, 상기 복수의 화소 데이터의 부호화의 순서를 결정하는 평가부와, 상기 평가부에서 결정된 순서로, 상기 복수의 화소 데이터를 부호화하는 부호화부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이 때문에, 본 발명에 관련되는 복호 장치는, 소정의 순서를 갖는 복수의 화소 데이터로 이루어지는 화상 신호를, 그 특성에 기초하는 순서로 부호화하는 것에 의해서 생성된 복수의 부호화 화소 데이터로부터, 상기 소정의 순서를 갖는 복수의 화소 데이터를 복호하는 복호 장치에 있어서, 상기 복수의 부호화 화소 데이터 각각에 포함되는 위치 데이터를 추출하는 위치 데이터 추출부와, 상기 복수의 부호화 화소 데이터 각각에 포함되는 레벨 데이터를 추출하는 레벨 데이터 추출부와, 상기 위치 데이터에 기초하여, 상기 복수의 부호화 화소 데이터의 상기 레벨 데이터를, 상기 소정의 순서로 변환하는 변환부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관련되는 부호화 방법은, 복수의 화소 데이터를 갖는 화상 신호의 특성에 기초하여, 상기 복수의 화소 데이터의 부호화의 순서를 결정하는 단계와, 상기 결정하는 단계에서 결정된 순서로, 상기 복수의 화소 데이터를 부호화하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관련되는 복호 방법은, 복수의 화소 데이터를 갖는 화상 신호의 특성에 기초하여, 상기 복수의 화소 데이터의 부호화의 순서를 추출하는 단계와, 상기 추출하는 단계에서 추출된 순서로, 상기 복수의 화소 데이터를 복호하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예인 화상 처리 시스템의 구성을 도시하는 블록도.
도 2a는 일반적인 화상 신호의 RGB표 색계의 색 공간에 있어서의 치우친 분포를 도시하는 신호 분포도.
도 2b는 어드레스 공간의 정보 분포도.
도 3a는 종래의 스캔의 개념을 설명하기 위한 도면.
도 3b는 본 발명의 스캔의 개념을 설명하기 위한 도면.
도 4는 화소정보의 포맷도.
도 5는 화상 처리 시스템의 부호화 장치측의 인코더의 상세한 구성을 도시하는 블록도.
도 6은 상기 도 5에 도시한 인코더가 행하는 화소의 전송 순서의 최적화 처리를 설명하기 위한 흐름도.
도 7은 상기 인코더를 구성하는 평가부의 상세한 구성을 도시하는 블록도.
도 8은 상기 평가부를 구성하는 평가 함수 유닛의 상세한 구성을 도시하는 블록도.
도 9는 상기 평가 함수 유닛을 구성하는 상관 판정 유닛의 상세한 구성을 도시하는 블록도.
도 10은 상기 화상 처리 시스템의 수신장치측의 디코더의 구성을 도시하는 블록도.
도 11은 상기 도 5에 도시하는 인코더의 다른 구체예를 도시하는 블록도.
도 12는 상기 도 11에 도시한 인코더가 행하는 솎아냄 처리(decimation processing)를 설명하기 위해서 사용하는 2 ×2의 블록 4 화소를 도시하는 도면.
도 13a, 13b, 13c, 13d는 상기 도 12에 도시한 4 화소에 대하여 얻어지는 솎아냄의 4 패턴을 도시하는 도면.
도 14는 상기 도 10에 도시한 디코더의 다른 구체예를 도시하는 블록도.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 이 실시예는, 도 1에 도시하는 바와 같은 화상 처리 시스템(1)이고, 디지털화 된 화소정보를 부호화하여 부호화 데이터를 출력하는 부호화 장치(2)와, 부호화 장치(2)가 출력한 부호화 데이터를 전송하는 전송매체(10)와, 전송매체(10)에 의해 전송되어 온 상기 부호화 데이터를 수신하여 복호하는 복호 장치(6)를 구비하고 있다.
부호화 장치(2)는 래스터 스캔이 일반적인 텔레비전 신호의 화상의 에지부 등의 화상 상관에 불리하게 되는 부분에 대해서는 그 방향의 화소정보를 부호화하지 않고서, 다른 화상 상관이 강한 후보를 찾아서 부호화 한다. 결국, 규칙이 바른 부호화 순서를 채용하는 것은 아니며, 화상의 특성이나 신호 분포에 따라서 부호화의 대상으로 되는 화소정보를 순차, 화소정보의 상관에 기초하여 결정되는 래스터 스캔과는 다른 불규칙한 방향으로 결정한다.
일반적인 컬러 화상 신호에 있어서, 예를 들면 RGB표 색계의 색 공간에서는 도 2a에 도시하는 바와 같이 어느 정도, 화상의 신호 레벨 분포는 치우쳐 있다. 한편, 어드레스 공간에서 나타내면, 화상 신호는 도 2b에 도시하는 바와 같이 예를 들면 매크로 블록과 같은 공간에 한결같이 분포하고 있다. 그래서, 부호화 장치(2)는, 복수의 화소정보를 갖는 화상 신호를 복수의 매크로 블록으로 분할하고, 그 매크로 블록 내의 각 화소정보의 레벨 정보와, 위치정보를 화상 신호의 특성이나 신호분포에 따라서 부호화하여 전송한다.
부호화 장치(2)가 적용하는, 본 발명의 부호화 방법에 의한 스캔방식의 개념에 대하여 도 3을 참조하여 설명한다. 일정 크기의 블록을 생각한 블록 부호화의 경우, 통상, 블록 내에서는 도 3a에 도시하는 바와 같은 래스터 스캔순으로 화소정보를 부호화 한다. 이것에 대하여, 부호화 장치(2)가 적용하는 본 발명의 부호화 방법에서는, 다음에 부호화해야 할 화소정보를 찾는 데 최적인 매크로 블록영역을 설정하고, 그 매크로 블록 내에서 최적의 순서로 화소정보를 부호화 한다. 따라서, 도 3b에 도시하는 바와 같이 각 매크로 블록 내에서 화소정보를 부호화하여 전송하는 순서는 불규칙하게 된다. 또, 화소정보의 부호화의 최적인 순서의 결정은, 프레임 전체나, 필드 전체 중에서 행하여도 된다.
도 1의 부호화 장치(2)에 있어서, 래스터 스캔 순서로 입력단자(INT)로부터 입력된 디지털의 화소정보는 메모리(3a 및 3b)에 축적된다. 이들 메모리(3a 및 3b)는, 한쪽의 메모리로부터 매크로 블록 단위의 화소정보가 판독되는 동안에, 다른쪽의 메모리에 매크로 불록 단위의 화소정보가 기록되는 뱅크 전환구조로 되어 있다. 이 때문에, 매크로 블록 판독부(4)는, 메모리(3a 및 3b)로부터, 다른 타이밍으로 매크로 블록단위의 화소정보를 판독할 수 있다.
매크로 블록 판독부(4)에 의해, 매크로 블록마다 판독된 화소정보는 인코더(5)에 공급된다. 인코더(5)는, 매크로 블록 내의 화소정보의 전송 순서를 최적화 하고, 또한 중복도(redundancy)를 제거하여 부호화 화소 데이터를 출력한다. 인코더(5)로부터의 부호화 화소 데이터는 출력단자(OUTT)를 통하여 전송매체(10)에 출력된다.
인코더(5)에서의 부호화에 대하여 이하에 설명한다.
먼저, 화소정보의 포맷 예를 도 4에 도시한다. 화소정보(P)로서는, 화소의 신호 레벨 정보(L)와, 화소의 위치정보(A)를 사용한다. 화소의 신호 레벨 정보(L)로서, 여기서는 R, G, B 3원색을 고려하고 있지만, 휘도신호(Y), 청색차 신호(Cb), 적색차 신호(Cr)를 고려하여도 좋다. 또한, 화소의 위치정보(A)로서는, 대상으로 하는 화소의 2차원 좌표상의 어드레스 위치(X, Y)를 고려하고 있다.
인코더(5)는 매크로 블록 내의 각 화소정보(P)를 상기 도 4에 따른 R, G, B, X, Y의 5개의 컴포넌트로 나누고, 부호화하여 전송한다. 화소정보(Ps; Rs, Gs, Bs, Xs, Ys)와, 다음에 부호화하여 전송하는 화소후보(Pn; Rn, Gn, Bn, Xn, Yn)와의 차분을 잡아, 그 차분의 절대치합(E)을 다음 식(1)과 같이 구하고, 그것을 평가치로 하며, 그 평가치(E)가 최소로 되도록, 다음에 부호화하여 전송하는 화소정보(Pn)를 결정한다.
E=|Rn-Rs|+|Gn-Gs|+|Bn-Bs
+|Xn-Xs|+ |Yn-Ys|···(1)
상기 식(1)의 평가 함수에 의해, 전송순서를 결정한 후, 인코더(5)는 다음에 전송하는 화소정보(Pn)를 차분 부호화하여 부호화 화소 데이터를 전송매체(10)에 출력한다. 인코더(5)의 상세에 대해서는 후술한다.
전송매체(10)로서는, 네트워크와 같은 통신로 외에, 디스크형 또는 테이프형 기록매체를 들 수 있다.
전송매체(10)에 의해 전송되어 온 상기 부호화 화소 데이터는, 입력단자(INR)로부터 복호 장치(6)에 입력된다. 그리고, 디코더(7)는, 어드레스 정보 (X, Y)를 디코드하고, 뱅크 전환구조의 메모리(9a) 및 메모리(9b)상에서 어드레스 정보(X, Y)에 기초한 위치에 신호 레벨정보의 복호치를 기억한다. 다음에, 매크로 블록 판독부(8)가 메모리(9a) 및 메모리(9b)로부터, 래스터 순서로 매크로 블록 내의 신호 레벨정보를 판독하고, 출력단자(OUTR)로부터 도출한다.
다음에, 인코더(5) 및 디코더(7)의 상세한 구성 및 동작에 대하여 설명한다.
인코더(5)의 상세한 구성을 도 5에 도시한다. 이 인코더(5)는 상기 식(1)에 나타내는 평가치(E)를 사용하여 화상 신호의 특성(화소간의 상관의 강함)을 평가하고, 그 특성에 따라서 매크로 블록 내의 복수의 화소정보의 부호화의 순서를 결정하는 평가부(13)와, 이 평가부(13)에서 결정된 순서로, 매크로 블록 내의 복수의 화소정보를 차분 부호화하는 차분 부호화부(16)와, 이 차분 부호화부(16)로부터의 차분 부호화 출력을 다중화하는 다중화부(17)를 구비하고 있다.
또한, 인코더(5)는, 메모리(11)를 구비하고, 이 메모리(11)에 메모리(3a 및 3b)로부터 판독된 상기 화소정보 중의 신호 레벨정보를, R, G, B의 컴포넌트마다 격납하고 있다. 또한, 인코더(5)는, 어드레스 카운터(12)를 구비하고, 이 어드레스 카운터(12)에서 상기 신호 레벨정보의 어드레스 정보(X, Y)를 카운트하고 있다.
그리고, 인코더(5)는 메모리(11)로부터 상기 신호 레벨정보와, 어드레스 카운터(12)로부터 상기 어드레스 정보를 판독하고, 도 6에 도시하는 순서로 화소정보의 전송 순서의 최적화 처리, 즉 다음에 전송하는 화소정보를 결정하기 위한 처리를 행한다.
먼저, 인코더(5)는 단계(S1)에서 초기 전송 화소 정보(Ps)를 결정한다. 여기서는, 임의치로 하지만, 소정의 알고리듬에 기초한 최적법을 사용하여 결정하여도 좋다.
다음에, 인코더(5)는 단계(S2)에서 초기 전송 화소 정보(Ps)의 다음에 전송해야 할 화소정보의 후보(Pn)를 고른다. 이 전송 화소 정보 후보(Pn)의 선택처리는, 단계(S3)에서 이미 전송한 화소정보가 아니라고 판단된 것에 대하여 행하고, 이미 전송한 화소정보라고 판단된 것에 대해서는 행하지 않는다.
그리고, 인코더(5)는 단계(S4)에서 평가부(13)를 사용하여, 그 화소 정보 후보(Ps)에 대하여, 상기 식(1)에 나타낸 평가 함수를 사용하여 상관을 평가한다. 식(1)은, 상술한 바와 같이, 매크로 블록 내의, 전송하는 화소정보(Ps; Rs, Gs, Bs, Xs, Ys)와, 다음에 전송하는 화소 정보 후보(Pn; Rn, Gn, Bn, Xn, Yn)와의 차분을 잡아, 그 차분의 절대치합을 평가치(E)로 하고 있다.
다음에, 인코더(5)는 단계(S5)에서, 상기 식(1)에 나타낸 평가 함수의 평가치(E)가 최소인지의 여부를 판단하여, 최소치이면, 단계(S6)로 진행하고, 평가부(13) 내부에 갖는 후술하는 최소치 버퍼 내의 화소정보의 값을 재기록한다. 평가치(E)가 최소가 아니면 재기록하지 않는다. 인코더(5)는 여기까지의 최소치의 탐색처리를 매크로 블록 내의 전화소 정보를 대상으로 하여 반복한다(단계(S7)).
인코더(5)는 단계(S7)에 있어서 매크로 블록 내의 전화소 정보의 탐색이 완료한 시점에서 최소치 버퍼에 있는 화소정보를 다음에 전송하는 화소정보로서 전송한다(단계(S8)).
이상의 단계(S2) 내지 단계(S8)까지의 처리를 인코더(5)는, 매크로 블록 내의 전화소를 전송하기(단계(S9))까지 반복하는 것으로, 다음에 전송하는 화소정보를 결정한다. 물론, 인코더(5)는, 다음에 전송하는 화소정보를 결정하는 것만으로도 좋으며, 전송은 언제라도 상관없다.
이 인코더(5)에 있어서의 전화소의 탐색처리(단계(S7)에 상당한다)의 원리를 도 7에 도시하는 하드웨어 구성예를 사용하여 설명한다.
화소정보의 레벨정보(R, G, B)와 위치정보(X, Y)로부터 상기 식(1)에 나타낸 평가 함수를 계산하여 평가치(E)를 구하는 평가 함수 유닛을 복수개 갖는 하드웨어 구성을 상정하고 있다.
화소단위로 처리하기 위한 클록 레이트를 사용하면, 입력단자(21)로부터의 화소정보 n개에 대하여 평가 함수 유닛(22n-1)으로, 상기 식(1)에 나타낸 평가 함수에 의한 평가치(E)의 계산을 (n-1) 화소분 반복하여 계산하고, 평가치(E)가 최소로 되는 화소정보를, 초기 전송 화소 정보의 다음에 전송하는 화소로서 결정한다.
평가 함수 유닛(22n-2)은, 상기 평가 함수 유닛(22n-1)에서의 계산으로 전송순서가 결정한 2개의 화소정보를 제외한 (n-2)회 만큼 상기 식(1)에 나타낸 평가 함수에 의한 평가치(E)의 계산을 반복하여 3번째로 전송하는 화소정보를 결정한다.
그리고, 평가 함수 유닛(221)에 의해 블록 내에서 마지막으로 전송하는 화소를 결정할 때까지 상기 식(1)의 평가 함수를 (n-3), (n-4)···1까지 반복한다.
각 평가 함수 유닛(22n-1, 22n-2, ···221)에는, 전송 플래그 메모리(23n-1, 23n-2,···231)가 접속되어 있고, 8 ×8 화소마다 전송 완료 또는 미전송이라는 플래그를 기억하여 둔다.
상기 평가 함수 유닛(22n-1, 22n-2,···221)의 상세한 구성을 도 8에 도시한다. 앞에 전송된 화소정보의 컴포넌트를 전치(초기 전송 화소 정보를 포함한다),다음에 전송되는 화소정보의 컴포넌트를 후치(전송 화소 정보의 후보치)로 하면, 전치(R1, G1, B1, X1, Y1)와 후치(R2, G2, B2, X2, Y2)의 상관을 상관 판정 유닛(25R, 25G, 25B, 25X 및 25Y)으로 판정한다. 상관 판정 유닛(25)은, 도 9에 도시하는 바와 같이 예를 들면 R에 대하여, 전치(R1)와 후치(R2)와의 차분(R2-R1)을 차분기(31)에서 구하고, 그 절대치(|R2-R1|)를 절대치부(32)로 구하여, 차분의 절대치(|R2-R1|)와, 후치(R2)를 출력한다.
상관 판정 유닛(25R, 25G, 25B, 25X 및 25Y)의 각 컴포넌트의 차분의 절대치는 가산기(26)에 공급된다. 또한, 각 컴포넌트의 후치는 래치(29R, 29G, 29B, 29X 및 29Y)에 공급된다.
가산기(26)의 가산결과는,
|R2-R1|+|G2-G1|+|B2-B1
+|X2-X1|+|Y2-Y1
63으로 되고, 상기 평가치(E)와 동일하다.
이 가산결과는 비교기(28)에 보내진다. 비교기(28)는 지금까지의 최소의 평가치를 기억하고 있는 최소치 버퍼(27)로부터의 해당 평가치와 상기 가산결과에 의한 현재의 평가치를 비교한다. 그리고, 현재의 평가치(가산기(26)로부터의 가산결과)가 상기 최소치 버퍼(27)에 기억되어 있던 평가치보다도 작으면, 리세트 출력을 최소치 버퍼(27), 및 래치(29R, 29G, 29B, 29X 및 29Y)로 보내고, 각 버퍼 및 래치의 값을 리세트한다. 이 때문에, 각 래치(29R, 29G, 29B, 29X 및 29Y)에는 새로운 평가치를 계산할 때에 사용한 화소정보의 후보, 여기서는 후치(R2, G2, B2, X2, Y2)가 격납된다. 그리고, 매크로 블록 내의 전화소 정보가 탐색된 후에, 래치(29R, 29G, 29B, 29X 및 29Y)에 마지막까지 격납되어 있던 화소정보(Pn; Rn, Gn, Bn, Xn, Yn)가 전송된다.
이렇게 하여 평가부(13)로부터 전송된 상기 화소정보(Pn; Rn, Gn, Bn, Xn, Yn)는, 도 5에 도시하는 감산기(15R, 15G, 15B, 15X, 15Y)에 공급된다. 각 감산기(15R, 15G, 15B, 15X, 15Y)는, 래치(14R, 14G, 14B, 14X, 14Y)에 격납되어 있는, 이미 전송된 화소정보(Ps; Rs, Gs, Bs, Xs, Ys)와 상기 다음에 전송하는 화소정보(Pn; Rn, Gn, Bn, Xn, Yn)와의 차분치(DR, DG, DB, DX, DY)를 계산하여 차분 부호화부(16)의 각 차분 부호화기(16R, 16G, 16B, 16X, 16Y)에 보낸다. 차분 부호화기(16R, 16G, 16B, 16X, 16Y)는, 상기 차분치(DR, DG, DB, DX, DY)를 차분 부호화 한다. 여기서의 차분 부호화 방법으로서는, 차분치를 재양자화하는 DPCM이나, 차분치의 빈도에 최적화를 하여 하프만(Huffman) 부호로 부호화하는 방법 등이 있다.
그리고, 차분 부호화부(16)로부터의 각 컴포넌트의 차분의 부호화치는 다중화부(17)에서 다중화되고, 출력단자(OUTT)로부터 전송매체(10)를 통하여 복호 장치(6)에 전송된다.
다음에, 상기 도 1에 도시한 디코더(7)의 상세에 대하여 도 10을 참조하면서 설명한다. 이 디코더(7)는, 본 발명의 복호 방법을 실행한다. 상기 복호 방법은, 화상의 특성에 따라서 랜덤 스캔 순서로 부호화되고 전송되어 온 화상을 복호하기 위한 것이며, 상기 전송되어 온 화상의 화소정보를 복호하고, 그 복호 화소 정보에 기초하여 화상 신호를 래스터 스캔 순서로 판독한다.
상기 복호 방법을 실행하기 위해서, 디코더(7)는, 상기 인코더(5)에서 다중화된 화소정보의 차분의 부호치를 각 컴포넌트의 차분의 부호치로 분할하는 분할화부(42)와, 이 분할화부(42)에서 분할된 각 컴포넌트의 차분의 부호치로부터 차분을 복호하는 차분 복호화부(43)와, 차분 복호화부(43)로부터의 차분 복호 출력으로부터 화소정보의 컴포넌트치를 얻는 컴포넌트 복호부를 구성하는 가산기(44) 및 래치(45)와, 상기 컴포넌트 복호부에서 얻어진 화소의 어드레스 정보(X, Y)에 기초하여 화소정보의 레벨정보(R, G, B)가 기록된 후, 통상의 스캔 순서로 화소정보가 판독되는 매크로 블록 메모리(46a 및 46b)를 구비한다. 여기서, 상기 매크로 블록 메모리(46a 및 46b)에 있어서의 판독을 위한 어드레스는, 어드레스 카운터(47)가 통상의 스캔 순서에 따른 어드레스로서 카운트한다.
디코더(7)에서의 동작의 흐름은 아래와 같게 된다. 즉, 분할화부(42)는, 입력단자(6)로부터, 불규칙하게 전송되어 온 다중화 컴포넌트의 차분부호치를 분할하고, 차분 복호화부(43)의 각 차분 복호화기(43R, 43G, 43B, 43X, 43Y)에 공급한다.
각 차분 복호화기(43R, 43G, 43B, 43X, 43Y)에서 복호화 된 각 컴포넌트의 차분치는 상기 컴포넌트 복호부를 구성하는, 가산기(44R, 44G, 44B, 44X, 44Y)에 공급되고, 래치(45R, 45G, 45B, 45X, 45Y)로부터의 래치 가산 출력으로 가산된다. 그리고, 상기 컴포넌트 복호부로부터의 각 컴포넌트 복호출력은, 뱅크 구조로 된 매크로 블록 메모리(46a 및 46b)에 공급된다. 어드레스 카운터(47)는, 상술한 바와 같이, 랜덤 스캔에 사용된 어드레스 정보를 래스터 스캔으로 판독하기 때문에, 매크로 블록 메모리(46a 및 46b)로부터는, 기록 시에 랜덤 스캔이었던 화상 신호도, 판독 시에는 래스터 스캔의 화상 신호로 변환되어 출력된다.
이와 같이, 상기 실시예에서는, 래스터 스캔의 부호화로부터, 에지 등의 상관이 없는 부분은, 상관이 높은 화소를 찾아 부호화하기 때문에, 신호값의 부호화 효율은 상당히 높다. 래스터 스캔에서는 필요 없는 어드레스 정보를 보내기 때문에 그 정보량은 늘어나지만, 그 이상으로 신호값의 정보량 삭감이 가능하고, 전체로서 부호화 효율은 좋아진다.
또, 상기 도 1에 도시한 화상 처리 시스템의 부호화 장치(2)에서는, 인코더(5)의 대신에, 도 11에 도시하는 인코더(50)를 사용하여도 좋다. 이 인코더(50)는, 평가부(13)의 전단에 솎음부(51)를 사용하고 있는 점이 인코더(5)와 다르다.
이 솎음부(51)는 화소정보의 신호 레벨정보와 어드레스 정보를 삭감한다. 이 솎음부(51)의 원리를 도 12 및 도 13을 사용하여 설명한다. 도 12에 도시하는 2 ×2의 블록의 4 화소에 착안하여, 그 신호 분포에 대하여 적응적으로 도 13의 4 패턴의 화소 밀도로 교체한다. 4개의 화소는 각 화소치(a, b, c, d)를 가지고 있다.
TH를 임계치로 하면, 도 13a의 패턴(1)에서는 |a-b|<TH, |b-c|<TH, |c-d|<TH, |d-a|<TH, |a-c|<TH, |b-d|<TH의 모두를 만족하였을 때, (a+b+c+d)/4로 교체한다. 또한, 도 13b의 패턴(2)에서는 |a-b|<TH, |c-d |<TH만 만족하였을 때, (a+c)/2, (b+d)/2로 교체한다. 또한, 도 13c의 패턴(3)에서는 |a-c|<TH, |b-d|<TH만 만족하였을 때, (a+b)/2, (c+d)/2로 교체한다. 또한, 도 13d의 패턴(4)에서는 상기의 어떠한 것도 만족하지 않을 때, 원래의 화소치의 그대로로 한다.
이 솎음부(51)를 사용한 인코더(50)를 부호화 장치에 사용하는 것에 의해, 정보량이 삭감된다.
도 14에는, 인코더(50)를 사용하였을 때에 필요한 디코더(53)의 구성을 도시한다. 매크로 블록 메모리(46a 및 46b)로부터 판독한 화상 신호에, 라인 메모리(54)를 사용한 보간처리를 화소 어드레스 보간부(55)에서 실시할 필요가 있다. 그리고, 보간출력을 출력단자(56)로부터 출력한다.
또, 상기 부호화 장치(1)측에서는, 프레임 화상 내의 매크로 블록단위로 화소에 대하여 랜덤 스캔 순서를 최적화 하여도 좋고, 필드 화상 내의 매크로 블록단위로 화소에 대하여 랜덤 스캔 순서를 최적화 하여도 좋다. 더욱이, 시간축 방향의 매크로 블록을 단위로 하여도 좋다. 또한, 매크로 블록에 대해서도 차례로 보낼 필요는 없고, 매크로 블록의 선두 어드레스의 차분을 보내도록 하여도 좋다.
본 발명에 의하면, 에지 부분에서도 상관이 높은 화소를 찾아서 부호화하기 때문에, 정보량을 삭감할 수 있고, 신호값의 부호화 효율을 높일 수 있다. 또한, 화상의 특성에 따라서 랜덤 스캔 순서로 부호화되어 전송되어 온 화상을 간단한 구성으로 복호할 수 있다.

Claims (38)

  1. 복수의 화소 데이터를 갖는 화상 신호의 특성에 기초하여, 상기 복수의 화소 데이터의 부호화의 순서를 결정하는 평가부와,
    상기 평가부에서 결정된 순서로, 상기 복수의 화소 데이터를 부호화하는 부호화부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 부호화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 평가부는, 어떤 주목 화소 데이터에 대하여 상관이 강한 화소 데이터를 상기 복수의 화소 데이터 중에서 선정하고, 선정한 화소 데이터를 상기 주목 화소 데이터의 다음 순서의 화소 데이터로서 결정하는 것을 특징으로 하는, 부호화 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 평가부는, 소정의 범위에 포함되는 복수의 화소 데이터에 기초하여, 상기 화상 신호의 특성을 평가하는 것을 특징으로 하는, 부호화 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 소정의 범위는, 동일한 프레임 또는 필드인 것을 특징으로 하는, 부호화 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 소정의 범위는, 동일한 프레임 또는 필드 내의 동일한 매크로 블록 내인 것을 특징으로 하는, 부호화 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 화소 데이터는, 신호 레벨을 나타내는 레벨 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 부호화 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 화소 데이터는, 상기 소정의 범위 내에 있어서의 위치를 나타내는 위치 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 부호화 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 평가부는, 상기 소정의 범위 내에 있어서의 각 화소 데이터의 상기 레벨 데이터 및 상기 위치 데이터에 기초하여, 상관이 강한 화소 데이터를 선정하는 것을 특징으로 하는, 부호화 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 화상 신호는, 컬러 화상 신호이고, 상기 레벨 데이터는, 복수의 컴포넌트 데이터를 포함하며, 상기 복수의 컴포넌트 데이터에 의해서 컬러 화상이 나타나는 것을 특징으로 하는, 부호화 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 평가부는, 상기 주목 화소 데이터의 상기 위치 데이터 및 상기 각 컴포넌트 데이터와, 상기 소정의 범위 내에 있어서의 각 화소 데이터의 위치 데이터 및 각 컴포넌트 데이터와의 상관에 기초하여, 상기 주목 화소 데이터에 대하여 상관이 강한 화소 데이터를, 상기 복수의 화소 데이터 중에서 선정하는 것을 특징으로 하는, 부호화 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 부호화부는, 상기 평가부에서 결정된 순서로, 상기 복수의 화소 데이터를 차분 부호화하는 것을 특징으로 하는, 부호화 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 화상 신호를 복수의 매크로 블록으로 분할하는 매크로 블록 분할부를 더 구비하고, 상기 평가부는, 각 매크로 블록마다, 각 매크로 블록 내의 상기 복수의 화소 데이터의 부호화 순서를 결정하는 것을 특징으로 하는, 부호화 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 화상 신호의 일부의 화소 데이터를 솎아내는 솎음부(decimation section)를 더 구비하고, 상기 평가부는, 상기 솎음부에서 일부의 화소 데이터가 솎아진 화상 신호의 부호화의 순서를 결정하는 것을 특징으로 하는, 부호화 장치.
  14. 소정의 순서를 갖는 복수의 화소 데이터로 이루어지는 화상 신호를, 그 특성에 기초하는 순서로 부호화하는 것에 의해서 생성된 복수의 부호화 화소 데이터로부터, 상기 소정의 순서를 갖는 복수의 화소 데이터를 복호하는 복호 장치에 있어서,
    상기 복수의 부호화 화소 데이터 각각에 포함되는 위치 데이터를 추출하는 위치 데이터 추출부와,
    상기 복수의 부호화 화소 데이터 각각에 포함되는 레벨 데이터를 추출하는 레벨 데이터 추출부와,
    상기 위치 데이터에 기초하여, 상기 복수의 부호화 화소 데이터의 상기 레벨 데이터를, 상기 소정의 순서로 변환하는 변환부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 복호 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 복수의 부호화 화소 데이터는, 소정의 범위 내마다 상기 특성에 기초하는 순서로 부호화되어 있는 것을 특징으로 하는, 복호 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 소정의 범위는, 동일한 프레임 또는 필드인 것을 특징으로 하는, 복호 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 소정의 범위는, 동일한 프레임 또는 필드 내의 동일한 매크로 블록 내인 것을 특징으로 하는, 복호 장치.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 부호화 화소 데이터는, 상기 소정의 순서로 차분 부호화되어 있고, 상기 위치 데이터 추출부는, 차분 복호화를 행하는 것에 의해, 상기 복수의 부호화 화소 데이터 각각에 포함되는 상기 위치 데이터를 추출하고, 상기 레벨 데이터 추출부는, 차분 복호화를 행하는 것에 의해, 상기 복수의 부호화 화소 데이터 각각에 포함되는 상기 레벨 데이터를 추출하는 것을 특징으로 하는, 복호 장치.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 부호화 화소 데이터는, 상기 소정의 순서를 갖는 복수의 화소 데이터의 일부가 솎아진 후에, 부호화의 순서가 결정되어 있고, 상기 변환부에서 상기 소정의 순서로 변환된 화소 데이터에 대하여 화소 보간 처리를 행하는 보간 처리부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 복호 장치.
  20. 복수의 화소 데이터를 갖는 화상 신호의 특성에 기초하여, 상기 복수의 화소 데이터의 부호화의 순서를 결정하는 단계와,
    상기 결정하는 단계에서 결정된 순서로, 상기 복수의 화소 데이터를 부호화하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 부호화 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는, 어떤 주목 화소 데이터에 대하여 상관이 강한 화소 데이터를, 상기 복수의 화소 데이터 중에서 선정하고, 선정한 화소 데이터를 상기 주목 화소 데이터의 다음 순서의 화소 데이터로서 결정하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 부호화 방법.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 결정하는 단계에서는, 소정의 범위에 포함되는 복수의 화소 데이터에 기초하여, 상기 화상 신호의 특성을 평가하는 것을 특징으로 하는, 부호화 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 소정의 범위는, 동일한 프레임 또는 필드인 것을 특징으로 하는, 부호화 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 소정의 범위는, 동일한 프레임 또는 필드 내의 동일한 매크로 블록 내인 것을 특징으로 하는, 부호화 방법.
  25. 제 22 항에 있어서,
    상기 화소 데이터는, 신호 레벨을 나타내는 레벨 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 부호화 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 화소 데이터는, 상기 소정의 범위 내에 있어서의 위치를 나타내는 위치 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 부호화 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 결정하는 단계에서는, 상기 소정의 범위 내에 있어서의 각 화소 데이터의 상기 레벨 데이터 및 상기 위치 데이터에 기초하여, 상관이 강한 화소 데이터를 선정하는 것을 특징으로 하는, 부호화 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 화상 신호는, 컬러 화상 신호이고, 상기 레벨 데이터는, 복수의 컴포넌트 데이터를 포함하며, 상기 복수의 컴포넌트 데이터에 의해서 컬러 화상이 나타나는 것을 특징으로 하는, 부호화 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 결정하는 단계에서는, 상기 주목 화소 데이터의 상기 위치 데이터 및 상기 각 컴포넌트 데이터와, 상기 소정의 범위 내에 있어서의 각 화소 데이터의 위치 데이터 및 각 컴포넌트 데이터와의 상관에 기초하여, 상기 주목 화소 데이터에 대하여 상관이 강한 화소 데이터를, 상기 복수의 화소 데이터 중에서 선정하는 것을 특징으로 하는, 부호화 방법.
  30. 제 20 항에 있어서,
    상기 부호화하는 단계에서는 상기 결정된 순서로, 상기 복수의 화소 데이터를 차분 부호화하는 것을 특징으로 하는, 부호화 방법.
  31. 제 20 항에 있어서,
    상기 화상 신호를 복수의 매크로 블록으로 분할하는 단계를 더 구비하고, 상기 결정하는 단계에서는, 각 매크로 블록마다, 각 매크로 블록 내의 상기 복수의 화소 데이터의 부호화 순서를 결정하는 것을 특징으로 하는, 부호화 방법.
  32. 제 20 항에 있어서,
    상기 화상 신호의 일부의 화소 데이터를 솎아내는 단계를 더 구비하고, 상기 결정하는 단계에서는, 상기 솎아내는 단계에서 일부의 화소 데이터가 솎아진 화상 신호의 부호화의 순서를 결정하는 것을 특징으로 하는, 부호화 방법.
  33. 소정의 순서를 갖는 복수의 화소 데이터로 이루어지는 화상 신호를, 그 특성에 기초하는 순서로 부호화하는 것에 의해서 생성된 복수의 부호화 화소 데이터로부터, 상기 소정의 순서를 갖는 복수의 화소 데이터를 복호하는 복호 방법에 있어서,
    상기 복수의 부호화 화소 데이터 각각에 포함되는 위치 데이터를 추출하는 단계와,
    상기 복수의 부호화 화소 데이터 각각에 포함되는 레벨 데이터를 추출하는 단계와,
    상기 위치 데이터에 기초하여, 상기 복수의 부호화 화소 데이터의 상기 레벨 데이터를, 상기 소정의 순서로 변환하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 복호 방법.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 복수의 부호화 화소 데이터는, 소정의 범위 내마다 상기 특성에 기초하는 상기 소정의 순서로 부호화되어 있는 것을 특징으로 하는, 복호 방법.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 소정의 범위는, 동일한 프레임 또는 필드인 것을 특징으로 하는, 복호 방법.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 소정의 범위는, 동일한 프레임 또는 필드 내의 동일한 매크로 블록 내인 것을 특징으로 하는, 복호 방법.
  37. 제 33 항에 있어서,
    상기 부호화 화소 데이터는 상기 소정의 순서로 차분 부호화되어 있고, 상기 위치 데이터를 추출하는 단계에서는 차분 복호화를 행하는 것에 의해, 상기 복수의 부호화 화소 데이터 각각에 포함되는 상기 위치 데이터를 추출하며, 상기 레벨 데이터를 추출하는 단계에서는 차분 복호화를 행하는 것에 의해, 상기 복수의 부호화 화소 데이터 각각에 포함되는 상기 레벨 데이터를 추출하는 것을 특징으로 하는, 복호 방법.
  38. 제 33 항에 있어서,
    상기 부호화 화소 데이터는, 상기 소정의 순서를 갖는 복수의 화소 데이터의 일부가 솎아진 후에, 부호화의 순서가 결정되어 있고, 상기 변환하는 단계에 있어서 상기 소정의 순서로 변환된 화소 데이터에 대하여 화소 보간 처리를 행하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 복호 방법.
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